論文大規(guī)模分布式互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、大規(guī)模分布布式互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)應(yīng)用的測(cè)測(cè)量摘要:日益益提高的效效率與安全全性需求催催生了大量量的大規(guī)模模分布式新新型互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)應(yīng)用。這這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用所呈現(xiàn)的動(dòng)態(tài)、分分散、可擴(kuò)擴(kuò)展、高容容錯(cuò)、隱私私性強(qiáng)等特特點(diǎn),給網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的的設(shè)計(jì)與管管理帶來(lái)了了挑戰(zhàn)。針針對(duì)大規(guī)模模分布式互互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用進(jìn)行測(cè)量量,了解其其行為特征征、拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)和流量量特征,對(duì)對(duì)于改進(jìn)和和管理互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具具有重要的的參考價(jià)值值。本文總總結(jié)了新型型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用的測(cè)量量研究框架架,對(duì)新型型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用的特點(diǎn)點(diǎn)、測(cè)量需需求、技術(shù)術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行行分析,并并以對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(P22P)在線視頻服服務(wù)、分布布式匿名通通信服務(wù)為為例進(jìn)行實(shí)實(shí)例分析,介介紹測(cè)量

2、關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和和未來(lái)研究究方向。關(guān)鍵詞:分分布式;互互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用;測(cè)量引言在信息社會(huì)會(huì),通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)成為221世紀(jì)全全球最重要要的基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施之一。功能各異異、形式多多樣的應(yīng)用用系統(tǒng)對(duì)數(shù)數(shù)字信息的的綜合采集集、存儲(chǔ)、傳輸、處處理和利用用,最終都都通過(guò)無(wú)處處不在的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)完完成,從而而將全球范范圍的人類(lèi)類(lèi)社會(huì)更緊緊密地聯(lián)系系起來(lái),以以不可抗拒拒之勢(shì)影響響和沖擊著著人類(lèi)社會(huì)會(huì)政治、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、文化化、軍事、日常工作作和生活的的方方面面面。隨著互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)在世界范范圍內(nèi)的迅迅猛發(fā)展,通通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)實(shí)現(xiàn)全社會(huì)會(huì)的信息共共享已逐漸漸成為現(xiàn)實(shí)實(shí)。人們對(duì)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用的效率率與安全性性的需求也也日益提高高,這種應(yīng)應(yīng)用需求

3、直直接催生了了大量的大大規(guī)模分布布式新型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,這這些新型應(yīng)應(yīng)用從服務(wù)務(wù)模式上解解決傳統(tǒng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在在性能、安安全性上的的瓶頸問(wèn)題題,因此得得到了廣泛泛接受與快快速發(fā)展。例如,近年年來(lái),伴隨隨著世界網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的的快速發(fā)展展,對(duì)于包包括網(wǎng)絡(luò)電電視、遠(yuǎn)程程教育、視視頻會(huì)議、在線游戲戲等在內(nèi)的的大量新興興網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用用服務(wù)的需需求量劇增增,而這些些應(yīng)用服務(wù)務(wù)又都需要要在線視頻頻廣播技術(shù)術(shù)的支持。因此,在在線視頻服服務(wù)作為一一種具有變變革意義的的新型網(wǎng)絡(luò)絡(luò)服務(wù)類(lèi)型型,自其誕誕生之初就就吸引了研研究界和產(chǎn)產(chǎn)業(yè)界的注注意。然而而,以IPPTV為代代表的視頻頻服務(wù)的發(fā)發(fā)展始終受受到各種因因素的制約約和困擾。

4、傳統(tǒng)的客戶(hù)/服服務(wù)器模式式提供的點(diǎn)點(diǎn)播和單播播服務(wù)存在在服務(wù)器接接入鏈路帶帶寬、輸入入/輸出性性能的瓶頸頸,而IPP組播(IIP Muulticcast)體體系結(jié)構(gòu)1和內(nèi)內(nèi)容傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(CConteent DDelivvery Netwworkss)也存在在著可擴(kuò)展展性、部署署成本等方方面的問(wèn)題。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)(P2PP)在線視頻頻服務(wù)是近近年來(lái)興起起的新型大大規(guī)模分布布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用,相比比于傳統(tǒng)的的在線視頻頻服務(wù),對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)體體系結(jié)構(gòu)具具有很多優(yōu)優(yōu)勢(shì):首先先,對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不不依賴(lài)于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)路由器器和底層基基礎(chǔ)設(shè)施,因因此具有高高性?xún)r(jià)比和和比較好的的可擴(kuò)展性性;其次,在在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中中,每個(gè)節(jié)節(jié)

5、點(diǎn)既是服服務(wù)器又是是客戶(hù)端,既既是資源消消耗者又是是資源提供供者,因此此有多少需需求就會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生多少資資源,這就就解決了在在線視頻服服務(wù)巨大的的需求規(guī)模模帶來(lái)的問(wèn)問(wèn)題;再次,對(duì)等等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)解決了原原本客戶(hù)/服務(wù)器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)對(duì)服務(wù)器過(guò)過(guò)分依賴(lài)而而導(dǎo)致的利利用率低等等問(wèn)題,在在一定程度度上實(shí)現(xiàn)了了對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶帶寬資源的的合理分配配,緩解了了網(wǎng)絡(luò)帶寬寬不足的問(wèn)問(wèn)題,而且且還豐富了了節(jié)目源,讓讓用戶(hù)的選選擇余地更更大?;谟谏鲜鲈蛞?,對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視視頻技術(shù)越越來(lái)越受到到產(chǎn)業(yè)界的的廣泛青睞睞,展現(xiàn)了了巨大的生生命力。分布式匿名名通信服務(wù)務(wù)是伴隨著著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用的普及及而產(chǎn)生和和興起的另另外一種典典型大

6、規(guī)模模分布式新新型互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)應(yīng)用。所所謂匿名,是是指保護(hù)用用戶(hù)身份信信息的隱私私,它已經(jīng)經(jīng)成為很多多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用用的基本需需求。在電電子商務(wù)、電子選舉舉、電子拍拍賣(mài)以及WWeb瀏覽覽、電子郵郵件、即時(shí)時(shí)通信、在在線醫(yī)療咨咨詢(xún)甚至軍軍事通信、情報(bào)通信信等各種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中中,都存在在保護(hù)用戶(hù)戶(hù)身份以及及通信關(guān)系系等隱私信信息不被泄泄漏的需求求。然而,當(dāng)當(dāng)前的互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)協(xié)議并并不提供對(duì)對(duì)匿名性保保護(hù)的支持持,網(wǎng)絡(luò)管管理人員、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)務(wù)提供商甚甚至非法監(jiān)監(jiān)聽(tīng)者都可可以通過(guò)種種種手段來(lái)來(lái)獲取網(wǎng)絡(luò)絡(luò)使用者的的身份信息息、行為習(xí)習(xí)慣等,危危害個(gè)人隱隱私。盡管管加密協(xié)議議(如SSSL、TSSL、IPPSec等等)可以

7、防防止對(duì)通信信過(guò)程中傳傳遞的信息息內(nèi)容進(jìn)行行竊聽(tīng)和分分析,但是是通過(guò)對(duì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)文的分析析仍能解析析出通信的的源地址、目的地址址、報(bào)文長(zhǎng)長(zhǎng)度、通信信時(shí)間以及及通信頻率率等,從而而獲知通信信者的身份份信息、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)行為特特征或通信信者之間的的對(duì)應(yīng)關(guān)系系,侵犯?jìng)€(gè)人隱隱私。這種種缺乏隱私私保護(hù)的現(xiàn)現(xiàn)狀已經(jīng)嚴(yán)嚴(yán)重影響了了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用的普及及。因此,網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)匿名通通信技術(shù)作作為一種保保護(hù)網(wǎng)絡(luò)用用戶(hù)隱私的的基本手段段,已經(jīng)成成為學(xué)術(shù)界界、企業(yè)界界甚至國(guó)家家安全部門(mén)門(mén)普遍關(guān)心心的重要技技術(shù)。如今今,伴隨著著通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)尤其是互互聯(lián)網(wǎng)的飛飛速發(fā)展以以及新的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的的不斷產(chǎn)生生與普及,匿匿名技術(shù)得得到了長(zhǎng)足足

8、發(fā)展。大大量的實(shí)用用匿名技術(shù)術(shù)被開(kāi)發(fā)出出來(lái)并被應(yīng)應(yīng)用到匿名名連接、匿匿名郵件、匿名存儲(chǔ)儲(chǔ)、匿名選選舉等領(lǐng)域域中。這些新型的的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用的產(chǎn)生生和發(fā)展使使其用戶(hù)人人數(shù)快速膨膨脹,對(duì)于于互聯(lián)網(wǎng)的的研究與管管理也產(chǎn)生生了巨大的的影響。以以PPLiive(一一種典型的的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻系統(tǒng))為為例,20005年使使用PPLLive的的用戶(hù)數(shù)量量為3700萬(wàn)人,到到20099年其用戶(hù)戶(hù)數(shù)量將達(dá)達(dá)到36990萬(wàn)人 Multimedia research group inc. HYPERLINK /TOC Global Forecast 0805.html /TOC Global Forecast 0

9、805.html。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻流量發(fā)展展至今已經(jīng)經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)流量的重重要組成部部分,而且且隨著用戶(hù)戶(hù)增長(zhǎng)其比比重呈現(xiàn)上上升趨勢(shì)。Tor匿匿名通信系系統(tǒng)的用戶(hù)戶(hù)規(guī)模也達(dá)達(dá)到幾十萬(wàn)萬(wàn),大量網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)通通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匿匿名系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行無(wú)序無(wú)無(wú)控的信息息交換,對(duì)對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的管理提提出了巨大大的挑戰(zhàn)。因此,針針對(duì)大規(guī)模模分布式互互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用進(jìn)行測(cè)量量,了解其其行為特征征、拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)和流量量特征,對(duì)對(duì)于改進(jìn)和和管理互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具具有重要的的參考價(jià)值值。本文針對(duì)大大規(guī)模分布布式新型互互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用的測(cè)量問(wèn)問(wèn)題進(jìn)行研研究,首先先概述了現(xiàn)現(xiàn)有的新型型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用的應(yīng)用用特點(diǎn)、測(cè)量需求求、技術(shù)難難點(diǎn),然后后以對(duì)等

10、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻服服務(wù)、分布布式匿名通通信服務(wù)為為例進(jìn)行實(shí)實(shí)例分析,介介紹測(cè)量關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和和未來(lái)研究究方向,最最后總結(jié)全全文并指出出互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用測(cè)量的的未來(lái)發(fā)展展方向。新型互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)應(yīng)用測(cè)量量概述針對(duì)新型互互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用的研究需需求主要由由兩部分構(gòu)構(gòu)成。一方方面,從管理角度,有必要對(duì)對(duì)這些應(yīng)用的的發(fā)展情況況、其拓?fù)涮靥卣饕约傲髁髁刻卣鞯鹊冗M(jìn)行了解解,以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)其監(jiān)測(cè)、引導(dǎo)、控控制等方面面的需求;從另一方方面來(lái)看,現(xiàn)有的新型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基本上都是基于大規(guī)模分布式網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)相互協(xié)作的模式提供服務(wù),因此對(duì)用戶(hù)行為特征、地理分布以及拓?fù)涮卣鞯刃畔⒂兴私?,有助于設(shè)計(jì)出更符合真實(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境的系統(tǒng)或協(xié)議。目前,新

11、型型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用存在諸多多問(wèn)題需要要解決:這這類(lèi)應(yīng)用通通常啟動(dòng)多多個(gè)并發(fā)進(jìn)進(jìn)程(或線線程)進(jìn)行行數(shù)據(jù)傳輸輸和消息通通信,極大大地增加了了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)擔(dān),使網(wǎng)絡(luò)絡(luò)擁塞現(xiàn)象象日益嚴(yán)重重;另外,其參與者往往是處于互聯(lián)網(wǎng)邊緣的個(gè)人用戶(hù),這類(lèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)缺乏有效的保護(hù)措施,再加上防火墻穿透技術(shù)在新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的廣泛使用,使得原本一些相對(duì)安全的主機(jī)失去保護(hù)而暴露于各種網(wǎng)絡(luò)攻擊之下;最后,新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的共享資源以及通信過(guò)程往往缺乏有效的監(jiān)管機(jī)制,大量的數(shù)字媒體被非法傳播或受到惡意篡改,給知識(shí)產(chǎn)權(quán)擁有者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,給互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容監(jiān)管也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。簡(jiǎn)單的封殺、禁止新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用并不能最終解決問(wèn)題,需要尋求網(wǎng)絡(luò)

12、用戶(hù)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商以及內(nèi)容提供商三方公平博弈共贏的解決方案。準(zhǔn)確細(xì)致地測(cè)量、分析新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的性能,在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用優(yōu)化以及可生存性等多個(gè)層次上探索可行的技術(shù)方案,是有效解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。然而,目前前的新型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量技技術(shù)與分析析方法尚未未成熟,不能完整、準(zhǔn)確確地獲取新新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用的拓?fù)鋼浣Y(jié)構(gòu)、用用戶(hù)行為、系統(tǒng)性能能和連接與與流量特征征等信息,很難系統(tǒng)地分析析網(wǎng)絡(luò)特征征。主要原原因在于:(1)新新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用成長(zhǎng)速速度快,網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨巨大,現(xiàn)有有的原本只只適合于中中小規(guī)模網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量和拓?fù)鋼浞治龇椒ǚú荒苤苯咏討?yīng)用到新新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用環(huán)境;(2)新新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用具有很很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)態(tài)特性,節(jié)節(jié)

13、點(diǎn)上下線線頻繁,覆覆蓋網(wǎng)絡(luò)的的流量特性也也不再像傳傳統(tǒng)的電信信業(yè)務(wù)流量量那樣符合合泊松模型型,傳統(tǒng)的的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量量分析手段段在速度和和效率上不不能滿(mǎn)足要要求;(33)新型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用本本身具有異異構(gòu)特性,網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)節(jié)點(diǎn)通過(guò)不不同的方式式連接到互互聯(lián)網(wǎng)上,原有手段段難以測(cè)量量處于防火火墻后面的的節(jié)點(diǎn);(44)目前對(duì)對(duì)新型網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用本身身了解甚少少,測(cè)量分分析工作不不得不建立立在一些假假設(shè)基礎(chǔ)上上,難以保保障測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)和拓?fù)鋼浞治龅臏?zhǔn)準(zhǔn)確性、有有效性和完完整性;(55)很多新新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用具有抵抵御測(cè)量的的措施,以以躲避針對(duì)對(duì)新型網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用的識(shí)識(shí)別與監(jiān)管管,需要結(jié)結(jié)合特定測(cè)測(cè)量對(duì)象研研究具有針針對(duì)性

14、的測(cè)量技術(shù)術(shù)來(lái)破解這這些措施。從新型網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)發(fā)展趨勢(shì)和和應(yīng)用情況況來(lái)看,目目前針對(duì)新新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用測(cè)量的的研究框架架如下圖所所示:新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用測(cè)量的的研究框架架具體的研究究?jī)?nèi)容包括括:測(cè)量框架研研究:研究究新型網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用的體體系結(jié)構(gòu),建建立規(guī)范、完整的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)框框架;研究究快速測(cè)量量方法和測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)獲獲取策略;研究主被被動(dòng)相結(jié)合合的新型測(cè)測(cè)量方案;利用形式式化的方法法研究測(cè)量量結(jié)果的完完備性與正正確性;研研究測(cè)量系系統(tǒng)的評(píng)價(jià)價(jià)指標(biāo),包包括穩(wěn)定性性、資源消消耗代價(jià)、結(jié)果可靠靠性、準(zhǔn)確確性等;開(kāi)開(kāi)發(fā)測(cè)量系系統(tǒng)的仿真真驗(yàn)證平臺(tái)臺(tái)等;測(cè)量測(cè)度研研究:定義義統(tǒng)一的、具體的、可重復(fù)的的測(cè)量測(cè)度度

15、,從而解解決目前測(cè)測(cè)量目標(biāo)分分散,結(jié)果果各異的問(wèn)問(wèn)題,滿(mǎn)足足研究者、用戶(hù)、運(yùn)運(yùn)營(yíng)商、應(yīng)應(yīng)用運(yùn)行人人員之間知知識(shí)傳遞以以及進(jìn)行不同系統(tǒng)比比較的需求求;測(cè)量關(guān)鍵技技術(shù):包括括面向運(yùn)行行規(guī)律的測(cè)測(cè)量和面向向運(yùn)行效果果的測(cè)量。從具體的的測(cè)量?jī)?nèi)容容來(lái)看,面面向運(yùn)行規(guī)規(guī)律的測(cè)量量包括用戶(hù)戶(hù)行為的測(cè)測(cè)量與建模模、網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)涞臏y(cè)量量與建模、網(wǎng)絡(luò)流量量的測(cè)量與與建模等內(nèi)內(nèi)容,需要要解決的技技術(shù)難點(diǎn)包包括用戶(hù)行行為特征的的發(fā)現(xiàn)與采采集、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)流量的識(shí)識(shí)別等;面面向運(yùn)行效效果的測(cè)量量主要是從從用戶(hù)的角角度對(duì)互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)測(cè)量研究,包包括系統(tǒng)可可用性測(cè)量量、系統(tǒng)效效率的測(cè)量量等內(nèi)容,需需要解決的的技術(shù)難點(diǎn)點(diǎn)

16、是測(cè)量結(jié)結(jié)果的可信信性驗(yàn)證等等問(wèn)題;新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用的設(shè)計(jì)計(jì)與改進(jìn):基于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)應(yīng)用的研研究成果,設(shè)設(shè)計(jì)更符合合新型網(wǎng)絡(luò)絡(luò)運(yùn)行特征征的協(xié)議或或系統(tǒng)。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻服服務(wù)、分布布式匿名通通信服務(wù)是是兩種典型型的大規(guī)模模分布式互互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用。接下來(lái)來(lái),本文以以這兩種系統(tǒng)統(tǒng)的測(cè)量為為例進(jìn)行實(shí)實(shí)例分析,介介紹測(cè)量關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和和未來(lái)研究究方向。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻服服務(wù)的測(cè)量量相關(guān)研究概概述隨著對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視視頻服務(wù)的的廣泛流行行,大量成成功的商業(yè)業(yè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻系統(tǒng)(如如PPLiive、PPPStrream等等)迅速發(fā)發(fā)展起來(lái),對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在線視頻流量在網(wǎng)絡(luò)流量中迅速地占據(jù)著越來(lái)越大的比例。面對(duì)這樣

17、的情況,對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在線視頻系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量就顯得尤為必要了。通過(guò)測(cè)量,我們能夠了解對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在線視頻系統(tǒng)的行為特征、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和流量特征等信息,這些對(duì)于改進(jìn)和管理對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在線視頻系統(tǒng)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置等都有著重要的參考價(jià)值。a.被動(dòng)嗅嗅探方法b.主動(dòng)爬爬行方法測(cè)量方法示示意圖對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻系系統(tǒng)規(guī)模巨巨大并且具具有動(dòng)態(tài)性性特征,加加上對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻協(xié)議大部部分都是私私有、未公公開(kāi)的,這這些都增加加了對(duì)對(duì)等等網(wǎng)絡(luò)在線線視頻系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量量的難度。如果掌握握了某對(duì)等等網(wǎng)絡(luò)在線視頻協(xié)協(xié)議,就可可以比較容容易地取得系統(tǒng)日日志,根據(jù)據(jù)日志提供供的信息對(duì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行行分析。張張(音譯,Zhaang)

18、等等人在2中對(duì)于于CoollStreeaminng系統(tǒng)的的用戶(hù)行為為和視頻質(zhì)質(zhì)量接受度度進(jìn)行了測(cè)測(cè)量,這是是第一篇對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻測(cè)測(cè)量的文章章。 吳(音音譯,CWu)等人人在3和4中分別別給出了UUUSeee的拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)特征和和流量特征征。對(duì)于那那些不公開(kāi)開(kāi)協(xié)議的系系統(tǒng),測(cè)量量方法可以以分為被動(dòng)動(dòng)嗅探(PPassiive SSnifffing)和和主動(dòng)爬行行(Acttive Crawwlingg)兩類(lèi)。黑曉軍(音音譯,XHei)、阿里(SSAlii)、希爾沃斯斯頓(TSilvverstton)分別在57中使用用的測(cè)量方方法就是被被動(dòng)嗅探。被動(dòng)嗅探探方法可以以對(duì)被測(cè)系系統(tǒng)的流量量特征(包包

19、括上下行行帶寬、TTCP Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議/UDPP User Datagram Protocol,用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議流量比例、TCP連連接特征等等)進(jìn)行測(cè)測(cè)量,可以以發(fā)現(xiàn)被測(cè)測(cè)系統(tǒng)在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源占占用方面的的一些特征征,但無(wú)法法了解網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的全局情情況;為了克服服這一缺點(diǎn)點(diǎn)而發(fā)展起起來(lái)的主動(dòng)動(dòng)爬行方法法則需要設(shè)設(shè)計(jì)符合被被測(cè)系統(tǒng)通通信協(xié)議并并且專(zhuān)用于于測(cè)量的客客戶(hù)端-爬爬行器(CCrawller),這這種客戶(hù)端端能夠與被被測(cè)系統(tǒng)所所有的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行通信信,通過(guò)通通信可以獲獲得所需要要的測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)。黑曉曉軍的8、9和胡( 音譯,LL.Vu)的10、

20、111則都是是首先對(duì)被被測(cè)系統(tǒng)的的通信協(xié)議議進(jìn)行分析析,然后通通過(guò)設(shè)計(jì)一一個(gè)支持協(xié)協(xié)議的爬行行器來(lái)主動(dòng)動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)并收集信信息,從而而達(dá)到測(cè)量量系統(tǒng)的目目的。對(duì)于于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻系系統(tǒng)的測(cè)量量?jī)?nèi)容有很很多,可以以總結(jié)分類(lèi)類(lèi)為用戶(hù)行行為、系統(tǒng)統(tǒng)性能和連連接與流量量特征三大大類(lèi)。在目目前的相關(guān)關(guān)研究中,對(duì)對(duì)于PPLLive的的測(cè)量工作作做得比較較多也最為為深入。整整體上看對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻系系統(tǒng)設(shè)計(jì)方方面的研究究相對(duì)已經(jīng)經(jīng)比較深入入,而在系系統(tǒng)測(cè)量和和安全方面面的研究目目前仍處于于起步階段段,其主要要原因在于于目前所有有對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻協(xié)議為各各個(gè)商業(yè)公公司私有,無(wú)無(wú)形中成為為制約這些些

21、研究開(kāi)展展的主要障礙。要進(jìn)行詳詳細(xì)科學(xué)的的系統(tǒng)測(cè)量量必須掌握握通信協(xié)議議。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻系系統(tǒng)的測(cè)量量方法目前關(guān)于測(cè)測(cè)量方面的的相關(guān)研究究一般采取取以下三種種方法:基于嗅探的的被動(dòng)測(cè)量量方法:所所謂被動(dòng)方方法就是將將被測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)看作黑盒盒,利用像像Tcpddump等等嗅探器來(lái)來(lái)捕捉系統(tǒng)統(tǒng)通信流量量,再進(jìn)行行分析測(cè)量量。這類(lèi)方方法可以在不了解協(xié)協(xié)議約定的的情況下使使用,一般般搭建一個(gè)個(gè)真實(shí)環(huán)境境,通過(guò)嗅嗅探機(jī)對(duì)客客戶(hù)端與對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)絡(luò)的通信流流量進(jìn)行統(tǒng)統(tǒng)計(jì)測(cè)量。這樣的測(cè)測(cè)量方法只只能對(duì)TCCP/UDDP流量比比、上傳下下載帶寬占占用情況等等一些初步步的流量行行為進(jìn)行測(cè)測(cè)量,而且且也只能反反映出

22、本地地客戶(hù)端的的情況,無(wú)無(wú)法對(duì)整個(gè)個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)個(gè)全局的了了解。早期期的一些測(cè)測(cè)量研究中中由于沒(méi)有有協(xié)議格式式約定因此此普遍采用用這種方法法;基于協(xié)議逆逆向工程的的主動(dòng)方法法:所謂主主動(dòng)測(cè)量方方法是首先先對(duì)被測(cè)系系統(tǒng)的通信信協(xié)議進(jìn)行行分析,然然后通過(guò)設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)爬爬行器來(lái)主主動(dòng)探測(cè)系系統(tǒng)并收集集信息,從從而達(dá)到測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的的目的。由由于協(xié)議私私有的原因因,目前的的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻協(xié)議通信信數(shù)據(jù)并沒(méi)沒(méi)有進(jìn)行加加密處理,所所有協(xié)議數(shù)數(shù)據(jù)通過(guò)明明文傳輸。另一方面面,由于目前前流行的對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻系系統(tǒng)普遍采采用數(shù)據(jù)驅(qū)驅(qū)動(dòng)(Dataa-Driiven)方法設(shè)計(jì)計(jì),思路基本本接近,因因此協(xié)議設(shè)

23、設(shè)計(jì)中存在在一些公共共的要素成成分,像鄰鄰居表、緩存映像像(Bufffer Map,BBM)、視頻數(shù)據(jù)據(jù)塊、頻道道或用戶(hù)標(biāo)標(biāo)識(shí)(IDD)等。通過(guò)包包嗅探將原原始數(shù)據(jù)捕捕獲,結(jié)合系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)原理,利利用逆向工工程的方法法,一般可以在在通信過(guò)程程分析中發(fā)發(fā)現(xiàn)這些重重要的數(shù)據(jù)據(jù)模式,進(jìn)進(jìn)而可以分分析出協(xié)議議的格式約約定和語(yǔ)義義信息。目目前出現(xiàn)的的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻測(cè)量研究究基本上采采取這樣的的研究思路路;基于客戶(hù)端端接口的主主動(dòng)方法:主動(dòng)方法法需要收集集各個(gè)客戶(hù)戶(hù)端的數(shù)據(jù)據(jù),最為準(zhǔn)準(zhǔn)確方便的的方法是客客戶(hù)端提供供測(cè)量接口口。但是這這樣的要求求很難滿(mǎn)足足。一方面協(xié)協(xié)議開(kāi)發(fā)者者在協(xié)議設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程中中很少考

24、慮慮系統(tǒng)測(cè)量量方面的接接口,另一一方面商業(yè)業(yè)私有協(xié)議議為了保證證其優(yōu)勢(shì)地地位也不愿愿提供這樣樣的接口。不過(guò)目前前對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻研研究是一個(gè)個(gè)在學(xué)術(shù)界界和工業(yè)界界都非常活活躍的領(lǐng)域域,一些研研究機(jī)構(gòu)為為了獲得更更為準(zhǔn)確的的數(shù)據(jù)往往往與對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視視頻公司展展開(kāi)合作。公司發(fā)布布一些帶有有測(cè)量接口口的客戶(hù)端端供用戶(hù)下下載,研究究人員利用用這些測(cè)量量接口進(jìn)行行數(shù)據(jù)收集集和分析。這一類(lèi)研研究由于要要求比較好好的合作條條件因此相相對(duì)比較困困難。代表工作像像3、44,研究者與與UUSeee合作進(jìn)進(jìn)行了大規(guī)規(guī)模的數(shù)據(jù)據(jù)采集與分分析。綜合來(lái)看,基基于對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視頻的的測(cè)量研究究仍然處于于起步階段段,

25、國(guó)外在在這方面的的研究從22005年年左右開(kāi)始始而國(guó)內(nèi)則則在近一兩兩年才展開(kāi)開(kāi)。由于協(xié)協(xié)議私有化化壁壘的限限制使得測(cè)測(cè)量規(guī)模有有限,測(cè)量方法法也很不成成熟。比如如,基于嗅嗅探的被動(dòng)動(dòng)測(cè)量方法法,相關(guān)研研究一般是是在校園網(wǎng)網(wǎng)或者實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室環(huán)境下下搭建測(cè)試試平臺(tái),雖雖然得到的的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)據(jù)是基于真真實(shí)流量,但但是其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)規(guī)模限制制了結(jié)論的的普適性。從數(shù)據(jù)獲獲取方法上上看,基于于協(xié)議逆向向解析的主主動(dòng)測(cè)量方方法仍然是是當(dāng)前的主主流方法。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻協(xié)協(xié)議的逆向向解析工作作不僅是系系統(tǒng)測(cè)量研研究的基礎(chǔ)礎(chǔ),對(duì)于今今后基于主主動(dòng)方式的的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)視頻監(jiān)管管也具有重重要的實(shí)際際意義;另外具備備了良好的的數(shù)

26、據(jù)獲取取條件后,對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在線視頻系統(tǒng)的主動(dòng)測(cè)量策略也是需要深入研究的重要問(wèn)題。與文件共享服務(wù)不同,視頻服務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求高,系統(tǒng)的行為表現(xiàn)與用戶(hù)的行為相互影響,這些都使得系統(tǒng)拓?fù)浔憩F(xiàn)出很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)特征,而在這種環(huán)境下如何有效提取系統(tǒng)的拓?fù)涮卣髂壳斑€沒(méi)有比較有價(jià)值的參考工作。用戶(hù)行為測(cè)測(cè)量用戶(hù)行為特特征與系統(tǒng)統(tǒng)性能存在在互相制約約的關(guān)系,了了解了用戶(hù)戶(hù)行為特征征可以更好好地優(yōu)化系系統(tǒng)性能,反反之系統(tǒng)性性能好壞將將影響用戶(hù)戶(hù)的行為表表現(xiàn)。在對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻系系統(tǒng)中,影影響系統(tǒng)性性能的用戶(hù)戶(hù)行為主要要表現(xiàn)在節(jié)節(jié)點(diǎn)數(shù)量、節(jié)點(diǎn)到來(lái)來(lái)與離開(kāi)規(guī)規(guī)律、節(jié)點(diǎn)點(diǎn)生存期等等方面。用用戶(hù)一旦使使用對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視頻軟

27、軟件觀看在在線視頻,那那么他的主主機(jī)就成為為了對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視視頻系統(tǒng)中中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)(Peerr),我們用IIP地址與與端口號(hào)(TTCP/UUDP)來(lái)來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)。測(cè)量量系統(tǒng)中節(jié)節(jié)點(diǎn)的行為,即即測(cè)量了系系統(tǒng)的用戶(hù)戶(hù)行為。節(jié)點(diǎn)數(shù)量無(wú)論是單個(gè)個(gè)頻道規(guī)模模(單個(gè)頻頻道的節(jié)點(diǎn)數(shù)量)還還是整個(gè)對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻系系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)點(diǎn)總數(shù)的變化化都是很有有時(shí)間規(guī)律律的5、8、10。在對(duì)PPPLivve系統(tǒng)一一天中節(jié)點(diǎn)數(shù)量變變化的統(tǒng)計(jì)計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中,節(jié)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)量的高峰峰值一般出出現(xiàn)在北京京時(shí)間晚八八點(diǎn)到零點(diǎn)點(diǎn)之間,而而零點(diǎn)到上上午八點(diǎn)之之間節(jié)點(diǎn)數(shù)量迅迅速減少,上上午八點(diǎn)以以后節(jié)點(diǎn)數(shù)量再再逐漸上升升5。由此我我們

28、可以看看出,節(jié)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)量的變變化規(guī)律與與人們的作作息時(shí)間相相符合,根根據(jù)時(shí)間可可以推測(cè)出出PPLiive系統(tǒng)統(tǒng)的大部分分用戶(hù)來(lái)源源于中國(guó)。頻道規(guī)模與與該頻道節(jié)節(jié)目受歡迎迎程度相關(guān)關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì),流行頻頻道的同時(shí)時(shí)在線人數(shù)數(shù)可達(dá)幾千千或上萬(wàn)人人,而非流流行頻道的的同時(shí)在線線人數(shù)可能能只有幾十十人甚至幾幾人。中國(guó)國(guó)的春節(jié)聯(lián)聯(lián)歡晚會(huì)是是中國(guó)人最最重視的一一個(gè)節(jié)目,2006年1月28日,在播放春晚的八點(diǎn)到零點(diǎn)之間測(cè)量收看春晚的節(jié)點(diǎn)數(shù)量,其總數(shù)達(dá)到了20萬(wàn)之多5。節(jié)點(diǎn)的到來(lái)來(lái)與離開(kāi)規(guī)規(guī)律用戶(hù)選擇了了一個(gè)頻道道之后,他他的主機(jī)就就作為一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在在系統(tǒng)之中中,這叫做做節(jié)點(diǎn)的到來(lái)。而而用戶(hù)離開(kāi)開(kāi)一個(gè)頻道道或

29、者關(guān)掉掉對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻軟件,則則導(dǎo)致一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)的離開(kāi)。電影頻道和和電視頻道道的節(jié)點(diǎn)到來(lái)規(guī)規(guī)律基本一一致,并且且符合節(jié)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)量的變化化規(guī)律。而而電影頻道道和電視頻頻道的節(jié)點(diǎn)離開(kāi)規(guī)律則則有不同。在電影頻頻道中,節(jié)節(jié)點(diǎn)的離開(kāi)數(shù)量量每一個(gè)半半小時(shí)或者者兩個(gè)小時(shí)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一一個(gè)峰值,在在電視頻道道中就沒(méi)有有這種峰值值的出現(xiàn)5。之所以以出現(xiàn)這種種不同,是是用戶(hù)的觀觀看習(xí)慣造造成的。用用戶(hù)選擇一一個(gè)節(jié)目以以后,一般般會(huì)等到節(jié)節(jié)目播完以以后再離開(kāi)開(kāi),而電影影頻道的節(jié)節(jié)目時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)度一般為為一個(gè)半小小時(shí)到兩個(gè)個(gè)小時(shí),所所以就出現(xiàn)現(xiàn)了上述的的離開(kāi)峰值值。節(jié)點(diǎn)的生存存期節(jié)點(diǎn)的生存存期即節(jié)點(diǎn)點(diǎn)從到來(lái)直直到離開(kāi)所所持

30、續(xù)的時(shí)時(shí)間。節(jié)點(diǎn)生存期期長(zhǎng)度變化化范圍很大大,其跨度度為幾分鐘鐘到十幾小小時(shí),但是是90%的的節(jié)點(diǎn)生存期期都小于11.5個(gè)小小時(shí)5、7、11。由此,我我們可以說(shuō)說(shuō)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻系統(tǒng)的用用戶(hù)是“不不耐心的”。造成這這種“不耐耐心”的原原因大致有有以下幾點(diǎn)點(diǎn):1)用用戶(hù)在使用用在線視頻頻服務(wù)時(shí)需需要守在電電腦前,一一旦用戶(hù)要要離開(kāi),則則沒(méi)有必要要繼續(xù)此服服務(wù),而用用戶(hù)是不會(huì)會(huì)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間間地守在電電腦前面的的;2)用戶(hù)戶(hù)會(huì)根據(jù)自自己的興趣趣選擇節(jié)目目,因此可可能會(huì)不停停地更換頻頻道;3)用戶(hù)戶(hù)可能會(huì)因因?yàn)檠舆t等等因素而失失去耐心,選選擇離開(kāi)。節(jié)點(diǎn)的地理理分布可以通過(guò)對(duì)對(duì)節(jié)點(diǎn)的IP地址址進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)

31、來(lái)得到其其地理分布布。根據(jù)測(cè)測(cè)量,在PPPlivve系統(tǒng)中中90%以以上的節(jié)點(diǎn)來(lái)源于于亞洲,其其次是北美美洲5。系統(tǒng)性能測(cè)測(cè)量在線視頻系系統(tǒng)中播放放的所有視視頻都被分分割成視頻頻塊(Chhunk)并并儲(chǔ)存在視視頻服務(wù)器器(Oriigin Videeo Seerverr)中。視頻服務(wù)器器作為一個(gè)個(gè)始終有效效的視頻資資源貫穿于于在線視頻頻系統(tǒng)全部部生命期。節(jié)點(diǎn)可以以從頻道服服務(wù)器(CChannnel SServeer)中獲獲取所有頻頻道的視頻頻信息,從從種子服務(wù)務(wù)器(Trrackeer Seerverr)中獲取取系統(tǒng)中的的所有節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的信息。如圖2所所示,當(dāng)一一個(gè)新節(jié)點(diǎn)點(diǎn)要加入系系統(tǒng)時(shí),首首先訪問(wèn)頻

32、道服務(wù)務(wù)器選擇所所要觀看的的頻道。然然后根據(jù)頻頻道服務(wù)器器返回的頻頻道標(biāo)識(shí)到種子服務(wù)務(wù)器上獲取取一個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)列表,節(jié)節(jié)點(diǎn)列表上上所列即是是當(dāng)前系統(tǒng)統(tǒng)中觀看此此頻道的所所有節(jié)點(diǎn)的的信息。接接下來(lái)新節(jié)節(jié)點(diǎn)會(huì)選擇擇列表中的的一部分節(jié)節(jié)點(diǎn),通過(guò)過(guò)TCP或或者UDPP協(xié)議與之之建立聯(lián)系系。新節(jié)點(diǎn)點(diǎn)也可以與與視頻服務(wù)務(wù)器建立聯(lián)聯(lián)系,直接接從視頻服服務(wù)器上下下載視頻數(shù)數(shù)據(jù)。新節(jié)節(jié)點(diǎn)通過(guò)以以上三步成成功地加入入系統(tǒng)以后后,就可以以開(kāi)始下載載視頻數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行觀看看,并同時(shí)時(shí)上傳自己己緩存的視視頻數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)之間間通過(guò)交換換緩存映像像來(lái)交換彼此此的有效緩緩存信息,再再通過(guò)高效效的調(diào)度算算法來(lái)選擇擇合適節(jié)點(diǎn)通信過(guò)過(guò)程的伙

33、伴節(jié)點(diǎn)點(diǎn),請(qǐng)求自自己感興趣趣的視頻塊塊。在自己己的生存期期中,節(jié)點(diǎn)點(diǎn)不停地尋尋找新的適適合的伙伴伴節(jié)點(diǎn),以以便能夠持持續(xù)下載視視頻數(shù)據(jù),從從而保證流流暢的視頻頻播放效果果。在線視頻系系統(tǒng)的緩存存機(jī)制一方方面能夠有有效地保證視頻播播放質(zhì)量,提提高系統(tǒng)播播放性能,但但是,另一方面面也會(huì)造成成播放啟動(dòng)動(dòng)延遲和節(jié)節(jié)點(diǎn)間播放放滯后等問(wèn)問(wèn)題,影響響系統(tǒng)的整整體性能。對(duì)于系統(tǒng)統(tǒng)性能的測(cè)測(cè)量可以總總結(jié)為以下下三個(gè)方面面:視頻緩存情情況節(jié)點(diǎn)播放視視頻前進(jìn)行行的視頻緩緩存對(duì)于啟啟動(dòng)延遲和和節(jié)點(diǎn)間播播放滯后都都有影響,對(duì)對(duì)于節(jié)點(diǎn)的的緩存視頻頻大小的測(cè)測(cè)量,可以以通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)視頻塊位位圖左側(cè)連連續(xù)的biit-1數(shù)數(shù)量獲

34、得;同時(shí),也也可以統(tǒng)計(jì)計(jì)位圖中所所有的biit-1,從從而了解節(jié)節(jié)點(diǎn)所有緩緩存視頻塊塊的信息。目前的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果是是,大部分分節(jié)點(diǎn)在播播放之前需需要緩存77M左右的的數(shù)據(jù)5。啟動(dòng)延遲(SStartt-up Delaay)啟動(dòng)延遲是是指從選擇擇頻道直至至節(jié)點(diǎn)開(kāi)始始播放視頻頻之間的時(shí)時(shí)間,包括括兩部分:頻道選擇擇至播放器器彈出延遲遲和播放器器彈出至開(kāi)開(kāi)始播放視視頻延遲。緩存機(jī)制制要求節(jié)點(diǎn)點(diǎn)先緩存一一定數(shù)量的的視頻塊以以后再開(kāi)始始播放視頻頻,因此啟啟動(dòng)延遲在在在線視頻頻系統(tǒng)中是是不可避免免的。頻道道的啟動(dòng)延延遲長(zhǎng)度與與自身的流流行度有關(guān)關(guān),流行頻頻道的啟動(dòng)動(dòng)延遲時(shí)間間較短,一一般為100秒到200秒,

35、非流流行頻道的的啟動(dòng)延遲遲則能達(dá)到到幾分鐘以以上5、8。若一個(gè)個(gè)頻道的啟啟動(dòng)延遲時(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)會(huì)使用戶(hù)失失去耐心而而離開(kāi),所所以啟動(dòng)延延遲的長(zhǎng)短短會(huì)嚴(yán)重影影響用戶(hù)行行為。節(jié)點(diǎn)間播放放滯后(PPlaybback Lagss amoong PPeerss)節(jié)點(diǎn)間播放放滯后是指指節(jié)點(diǎn)之間間視頻播放放點(diǎn)的差異異,這也是是由于緩存存機(jī)制造成成的。節(jié)點(diǎn)點(diǎn)加入系統(tǒng)統(tǒng)以后需要要緩存一定定量的視頻頻,若是節(jié)節(jié)點(diǎn)所在地地的網(wǎng)絡(luò)情情況較差,就就會(huì)造成緩緩存完成緩緩慢,從而而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的滯后播播放。播放放滯后的節(jié)節(jié)點(diǎn)的視頻頻播放點(diǎn)位位置比較靠靠前,因而而不能向視視頻播放點(diǎn)點(diǎn)靠后的節(jié)節(jié)點(diǎn)傳送有有用的視頻頻數(shù)據(jù)。如如果系

36、統(tǒng)中中播放滯后后的節(jié)點(diǎn)過(guò)過(guò)多,就會(huì)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)統(tǒng)整體上傳傳能力的下下降,影響響系統(tǒng)整體體性能。緩緩存映像中中的偏置(offfsett)域標(biāo)識(shí)了了節(jié)點(diǎn)緩存存的第一塊塊視頻塊,可可以將其看看作是節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的視頻播播放點(diǎn),因因此節(jié)點(diǎn)偏置之間的差異異能夠反映映出節(jié)點(diǎn)間間播放滯后后的情況。通過(guò)收集集緩存映像像,統(tǒng)計(jì)偏置情情況,測(cè)得數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)點(diǎn)視頻播放放點(diǎn)差異較較大,節(jié)點(diǎn)點(diǎn)之間視頻頻播放差距距甚至可達(dá)達(dá)一百多秒秒5、8。連接與流量量特征測(cè)量量目前,連接接與流量特特征的測(cè)量量都是以TTCP流量量為主要研研究對(duì)象,進(jìn)進(jìn)而按照以以下原則劃劃分?jǐn)?shù)據(jù)流流和控制流流:TCPP連接里的的大包(大大于等于11000B

37、Bytess)傳送的的是視頻數(shù)數(shù)據(jù);其余余的流量(所所有UDPP包和小于于10000Bytees的TCCP包)都都是控制流流。在此基基礎(chǔ)之上對(duì)對(duì)節(jié)點(diǎn)的流流量行為進(jìn)進(jìn)行深入的的測(cè)量分析析,主要包括:冗余視頻流流量冗余下載是是指節(jié)點(diǎn)重重復(fù)下載相相同的視頻頻塊。節(jié)點(diǎn)點(diǎn)若是過(guò)多多地下載冗余余視頻塊,會(huì)會(huì)耽誤后續(xù)續(xù)視頻塊的的下載,從從而影響視視頻的連續(xù)續(xù)播放,并并且還會(huì)造造成網(wǎng)絡(luò)帶帶寬的浪費(fèi)費(fèi),嚴(yán)重影響響系統(tǒng)的性性能。通過(guò)過(guò)以下方法法可以測(cè)得得冗余下載載流量大小小:首先測(cè)測(cè)量得到實(shí)實(shí)際下載視視頻流量大大小,然后后通過(guò)計(jì)算算視頻播放放時(shí)間和視視頻播放速速率的乘積積得到實(shí)際際播放視頻頻大小,二二者相減就就得

38、到冗余余下載流量量。在線視視頻系統(tǒng)的的視頻冗余余下載率一一般都在115%之內(nèi)內(nèi)5,對(duì)于視視頻播放基基本沒(méi)有影影響,是可可以接受的的。這主要要是因?yàn)樵谠诰€視頻系系統(tǒng)的緩存存機(jī)制給了了節(jié)點(diǎn)充分分的時(shí)間交交換緩存信信息,從而而有效地減少了冗余余下載。上傳與下載載視頻流量量特征每個(gè)節(jié)點(diǎn)的的上傳和下下載視頻流流量雖然會(huì)會(huì)因?yàn)槭艿降焦?jié)點(diǎn)所在在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境境的影響而而有所不同同,但還是是具備以下下基本特征征:1)下下載視頻流流量高于但但不會(huì)過(guò)高高于視頻播播放速率,這這與BittTorrrent 一種下載工具盡盡可能多地地占用下載帶帶寬的特點(diǎn)點(diǎn)不同;2)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的上傳流流量可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下下載流量;3)但并并不是所

39、有有節(jié)點(diǎn)的上上傳流量都都高于其下下載流量。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻頻系統(tǒng)中,節(jié)節(jié)點(diǎn)按上傳傳能力可分分為三類(lèi): Ampliifierr(放大器器),上傳流量量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于于下載流量量的節(jié)點(diǎn);Forwwardeer(轉(zhuǎn)發(fā)器),節(jié)點(diǎn)上傳傳下載流量量基本相同同;Sinnk(末端端),節(jié)點(diǎn)點(diǎn)提供很少少甚至不提提供上傳流流量。視頻TCPP連接特性性這里所說(shuō)的的視頻TCPP是指?jìng)魉退鸵曨l數(shù)據(jù)據(jù)的TCPP鏈接。對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在在線視頻系系統(tǒng)中100%的視頻頻TCP連連接持續(xù)時(shí)時(shí)間不會(huì)超超過(guò)10分分鐘5。但是即即使是持續(xù)續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)長(zhǎng),由于傳傳遞的是視視頻數(shù)據(jù),所所以也占據(jù)據(jù)著比較大大的網(wǎng)絡(luò)帶帶寬。我們們對(duì)于以前網(wǎng)絡(luò)流量的的

40、認(rèn)識(shí)可以以通過(guò)重尾尾(Heaavy-TTaileed)分布布來(lái)刻畫(huà),可可以形象地地描述為 “老鼠和和大象(MMice and Elepphantts)”,即網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中99%的流(老鼠鼠)占據(jù)1%的的網(wǎng)絡(luò)帶寬寬,但是隨隨著對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視視頻的飛速速發(fā)展,這這種格局將將被打破。需要指出的的是,這樣樣的流量劃劃分原則存存在一定的的問(wèn)題,從從而會(huì)影響響測(cè)量的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。據(jù)據(jù)統(tǒng)計(jì),大大部分節(jié)點(diǎn)點(diǎn)被網(wǎng)絡(luò)地地址轉(zhuǎn)換(NAT Network Address Translation)或防火墻所所屏蔽,因因此在視頻頻數(shù)據(jù)傳輸輸中需要用用UDP取取代TCPP。根據(jù)實(shí)實(shí)際統(tǒng)計(jì),網(wǎng)絡(luò)地址址轉(zhuǎn)換內(nèi)部PPLLive節(jié)節(jié)點(diǎn)的U

41、DDP流量占占到總流量量的80%左右,在在這種情況況下依據(jù)以以上原則進(jìn)進(jìn)行流量劃劃分做出的的統(tǒng)計(jì)結(jié)果果顯然是不不精確的。這一問(wèn)題題有待進(jìn)一一步的研究究。進(jìn)一步的研研究目前對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在線視視頻系統(tǒng)呈呈現(xiàn)出強(qiáng)勁勁的市場(chǎng)發(fā)發(fā)展趨勢(shì),使使得新型的的視頻服務(wù)務(wù)提供商不不斷涌現(xiàn),但但在給人們帶帶來(lái)娛樂(lè)和和方便的同同時(shí),也帶帶來(lái)了隱憂憂。因?yàn)楸姳姸喙?jié)點(diǎn)代替了了原有的集集中服務(wù)器器提供服務(wù)務(wù),這就給給管理部門(mén)門(mén)的監(jiān)管帶帶來(lái)了巨大大的困難;同時(shí)隨著著對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)流媒體所產(chǎn)產(chǎn)生的流量量日益增大大,占據(jù)了了大量的互互聯(lián)網(wǎng)帶寬寬,對(duì)其他他應(yīng)用的服服務(wù)質(zhì)量也也形成了威威脅,因此此識(shí)別對(duì)等等網(wǎng)絡(luò)流媒媒體并對(duì)其其進(jìn)行監(jiān)控控成

42、為亟待待解決的問(wèn)問(wèn)題。這在研究領(lǐng)域域也成為一一個(gè)新的研研究熱點(diǎn),網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、分布布式系統(tǒng)以以及多媒體體領(lǐng)域的會(huì)會(huì)議和期刊刊都設(shè)立相相關(guān)主題報(bào)報(bào)告這方面面最新的研研究進(jìn)展。但是由于于諸多技術(shù)術(shù)和社會(huì)原原因,該領(lǐng)領(lǐng)域的研究究工作困難難重重。目目前的研究究工作可以以分為兩個(gè)個(gè)方面,一一是對(duì)當(dāng)前前廣泛流行行的幾種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻系系統(tǒng)的通信信行為、協(xié)協(xié)議格式、語(yǔ)義格式式等進(jìn)行深深入研究和和分析,利利用逆向工工程的分析析方法對(duì)相相關(guān)協(xié)議進(jìn)進(jìn)行逆向解解析,從而而突破主動(dòng)動(dòng)測(cè)量方法法中數(shù)據(jù)獲獲取上的障障礙。另一一方面,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行準(zhǔn)確有有效地測(cè)量量需要根據(jù)據(jù)在線視頻頻服務(wù)的特特點(diǎn)設(shè)計(jì)合合適的測(cè)量量策略,為為下

43、一步對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)視視頻監(jiān)管提提供借鑒。我們?cè)趯?duì)對(duì)PPLiive等對(duì)等網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在線視頻系系統(tǒng)的逆向向分析方面面也作了有有益的嘗試試并取得良良好效果。分布式匿名名服務(wù)的測(cè)測(cè)量相關(guān)研究概概述匿名系統(tǒng)是是近年來(lái)出出現(xiàn)的一種種以保護(hù)個(gè)個(gè)人隱私為為目的的新新型網(wǎng)絡(luò)通通信系統(tǒng)。匿名技術(shù)術(shù)的研究大大約始于11981年年,喬姆(Daavid Chauum)提出消息息混合(MMIX) ADDIN EN.CITE Chaum1981313117David ChaumUntraceable Electronic Mail, Return Addresses, and Digital PseudonymsCommunica

44、tions of the ACMCommunications of the ACM84-88421981February12的思想并并將其應(yīng)用用到不可追追蹤的電子子郵件系統(tǒng)統(tǒng)中,成為為此領(lǐng)域的的開(kāi)創(chuàng)性工工作。在匿匿名技術(shù)發(fā)發(fā)展的最初初十年中,由由于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)尚未普及及,針對(duì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)匿名技技術(shù)的研究究并不多見(jiàn)見(jiàn)。但在此此階段提出出的一些基基本匿名機(jī)機(jī)制如MIIX、DCC-Nett ADDIN EN.CITE Chaum1988303017David ChaumThe Dining Cryptographers Problem: Unconditional Sender and Recipient U

45、ntraceabilityJournal of CryptologyJournal of Cryptology65-7511198813等為匿名名技術(shù)的研研究奠定了了非常堅(jiān)實(shí)實(shí)的基礎(chǔ),這這些匿名機(jī)機(jī)制至今仍仍廣為人們們研究應(yīng)用用。進(jìn)入到到二十世紀(jì)紀(jì)九十年代代,匿名技技術(shù)得到了了長(zhǎng)足的發(fā)發(fā)展。從目目前來(lái)看,國(guó)國(guó)內(nèi)外匿名技術(shù)術(shù)的研究主主要集中在在如下幾點(diǎn)點(diǎn):1)匿名屬屬性的度量量與分析;2)實(shí)用匿匿名機(jī)制與與系統(tǒng)的研研究與構(gòu)建建;3)匿名應(yīng)應(yīng)用技術(shù)研研究。然而,匿名名系統(tǒng)的應(yīng)應(yīng)用與發(fā)展展遇到一些些實(shí)際問(wèn)題題:首先,目目前的匿名名系統(tǒng)基于于分布式網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸加加密信息,這這給惡意用用戶(hù)提供了了匿名擴(kuò)散

46、散有害信息息與進(jìn)行網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)攻擊的的可能。匿匿名系統(tǒng)已已成為互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容安安全和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)安全管理理的盲點(diǎn)。因此,有有必要針對(duì)對(duì)大規(guī)模分分布式匿名名系統(tǒng)進(jìn)行行測(cè)量研究究,揭示匿匿名系統(tǒng)的的實(shí)際部署署與運(yùn)行情情況,為信信息安全管管理決策提提供實(shí)際數(shù)數(shù)據(jù)支持;其次,匿匿名系統(tǒng)的的匿名性與與可用性依依賴(lài)于用戶(hù)戶(hù)的行為?,F(xiàn)有的對(duì)對(duì)匿名系統(tǒng)統(tǒng)的研究大大多基于假假想條件下下的系統(tǒng)規(guī)規(guī)模、用戶(hù)戶(hù)行為特征征與流量特特征。針對(duì)對(duì)實(shí)際環(huán)境境下的匿名名系統(tǒng)運(yùn)行行情況、成成員行為特特征、流量量特征進(jìn)行行測(cè)量對(duì)于于進(jìn)一步構(gòu)構(gòu)建安全、高效的匿匿名系統(tǒng),提提高匿名系系統(tǒng)的服務(wù)務(wù)質(zhì)量、安安全性有著著重要意義義。因此,針針對(duì)匿名系系統(tǒng)

47、進(jìn)行測(cè)測(cè)量研究,對(duì)對(duì)于大規(guī)模模分布式匿匿名系統(tǒng)的的管理與研研究具有實(shí)實(shí)際意義。針對(duì)匿名系系統(tǒng)的測(cè)量量從20007年起才才剛剛開(kāi)始始出現(xiàn)。測(cè)測(cè)量對(duì)象主主要是應(yīng)用用最為廣泛泛的Torr匿名系統(tǒng)統(tǒng)以及基于于Tor構(gòu)構(gòu)建的隱蔽蔽服務(wù)。從從測(cè)量的內(nèi)內(nèi)容來(lái)看,現(xiàn)現(xiàn)有的工作作主要集中中在應(yīng)用情情況的測(cè)量量上14-116,主要目目標(biāo)是通過(guò)過(guò)對(duì)鏈路帶帶寬、延遲遲、吞吐量量等的測(cè)量量,發(fā)現(xiàn)影影響Torr性能的因因素并提出出相應(yīng)的改改進(jìn)手段。從測(cè)量方方法來(lái)說(shuō),主主要采用的的是基于客客戶(hù)端模擬擬的方法,參參與整個(gè)匿匿名系統(tǒng)的的運(yùn)行,從從而獲得相相關(guān)信息。然而,目目前匿名系系統(tǒng)的測(cè)量量研究還存存在如下幾幾點(diǎn)問(wèn)題:首先,

48、從從測(cè)量對(duì)象象來(lái)看,目目前的測(cè)量量主要集中中在Torr系統(tǒng),而而對(duì)于其他他已經(jīng)獲得得廣泛應(yīng)用用的大規(guī)模模分布式匿匿名的測(cè)量量并沒(méi)有開(kāi)開(kāi)始進(jìn)行;其次,從從測(cè)量?jī)?nèi)容容來(lái)看,目目前的測(cè)量量還僅限于于系統(tǒng)中的的“自由獲獲取資源”,即系統(tǒng)統(tǒng)中目錄服服務(wù)器列舉舉的路由節(jié)節(jié)點(diǎn)。然而而,由于匿匿名系統(tǒng)的的特殊性,系系統(tǒng)中很大大一部分資資源是“限限制性獲取取資源”,即即出于安全全性考慮,不不期望被攻攻擊者獲取取全局視圖圖的資源。其中,TTor的設(shè)設(shè)計(jì)者專(zhuān)門(mén)門(mén)針對(duì)如何何構(gòu)建抵御御監(jiān)管的匿匿名系統(tǒng)問(wèn)題發(fā)表論文17,就限制制性資源的的發(fā)布策略略等方面提提出了對(duì)抗監(jiān)管管的措施。JAP的的設(shè)計(jì)者也也針對(duì)資源源發(fā)布策略略進(jìn)

49、行研究究18,提出可可以利用客客戶(hù)端圖靈靈測(cè)試來(lái)防防止自動(dòng)的的資源獲取取。美國(guó)麻省理工工學(xué)院的研研究人員也也針對(duì)如何何抵御帶內(nèi)內(nèi)(In-Bandd)和帶外外(Outt-of-Bandd)的資源源自動(dòng)獲取取提出多通通道、特異異性資源的的發(fā)布策略略19。這種策策略是匿名名系統(tǒng)所獨(dú)獨(dú)有的特性性,針對(duì)這這類(lèi)資源的的獲取及測(cè)測(cè)量的研究究目前沒(méi)有有報(bào)道;其次,從從測(cè)量方法法來(lái)看,目目前匿名系系統(tǒng)的測(cè)量量主要還是是基于模擬擬客戶(hù)端的的主動(dòng)測(cè)量量方式,基基于流量特特征的被動(dòng)動(dòng)測(cè)量以及及流量特征征模型的建建立以及基于主被動(dòng)動(dòng)相結(jié)合的的匿名系統(tǒng)統(tǒng)的測(cè)量體體系結(jié)構(gòu)都都尚待研究;最后,從從測(cè)量結(jié)果果的分析來(lái)來(lái)看,目前

50、前的測(cè)量更更加側(cè)重的的是對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)性能影響響,基于測(cè)測(cè)量結(jié)果形形成的行為為特征模型型進(jìn)行匿名名性分析的的研究還處于空白白之中。大規(guī)模分布布式匿名系系統(tǒng)的測(cè)量量研究框架架為滿(mǎn)足匿名名系統(tǒng)的研研究與管理理提出的測(cè)測(cè)量需求,可可以針對(duì)大大規(guī)模分布布式匿名系系統(tǒng)的核心心網(wǎng)絡(luò)部署署、行為特特征模型、流量特征征模型等進(jìn)進(jìn)行測(cè)量與與研究,在在技術(shù)研究究層面形成成主被動(dòng)測(cè)測(cè)量關(guān)鍵技技術(shù),研制制原型系統(tǒng)統(tǒng);在理論論研究層面面形成匿名名系統(tǒng)真實(shí)實(shí)環(huán)境下的的運(yùn)行特征征與模型,分分析系統(tǒng)匿匿名性與可可用性,并并提出符合合匿名系統(tǒng)統(tǒng)真實(shí)特性性的匿名機(jī)機(jī)制。研究究框架圖如如下:匿名系統(tǒng)的的資源發(fā)現(xiàn)現(xiàn)與獲取策策略:針對(duì)對(duì)匿名

51、系統(tǒng)統(tǒng)的不同資資源發(fā)布策策略,進(jìn)行行資源獲取取方式研究究,分析獲獲取代價(jià),形形成有效資資源獲取策策略;大規(guī)模分布布式匿名系系統(tǒng)測(cè)量研研究框架匿名系統(tǒng)的的網(wǎng)絡(luò)部署署情況測(cè)量量與分析:研究主被被動(dòng)相結(jié)合合的匿名系系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部部署測(cè)量方方法,針對(duì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋼?、系統(tǒng)規(guī)規(guī)模、隱蔽蔽服務(wù)、成成員行為特特征、用戶(hù)戶(hù)行為特征征等關(guān)鍵屬屬性進(jìn)行測(cè)測(cè)量,建立立匿名系統(tǒng)統(tǒng)真實(shí)成員員、用戶(hù)行行為特征模模型;匿名系統(tǒng)的的運(yùn)行情況況測(cè)量與分分析:研究究多特征融融合的匿名名通信流量量檢測(cè)算法法與基于節(jié)節(jié)點(diǎn)模擬的的主動(dòng)測(cè)量量方法,針針對(duì)匿名系系統(tǒng)的流量量特征、連連接特征等等進(jìn)行測(cè)量量,建立匿匿名系統(tǒng)的的真實(shí)流量量特征模型型;符

52、合匿名系系統(tǒng)真實(shí)特特性的匿名名機(jī)制研究究:基于真真實(shí)環(huán)境下下的匿名系系統(tǒng)行為特特征模型、流量特征征模型的測(cè)測(cè)量結(jié)果,分分析匿名系系統(tǒng)的匿名名性與可用用性,提出出符合匿名名系統(tǒng)真實(shí)實(shí)特性的匿匿名機(jī)制;匿名系統(tǒng)測(cè)測(cè)量原型系系統(tǒng)研究:設(shè)計(jì)并實(shí)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模模分布式匿匿名系統(tǒng)的的測(cè)量原型型系統(tǒng)。匿名系統(tǒng)的的資源發(fā)現(xiàn)現(xiàn)與獲取策策略對(duì)于匿名系系統(tǒng)的構(gòu)建建者來(lái)說(shuō),抵抵御監(jiān)管(censsorshhip-rresisstancce)是一一個(gè)很重要要的設(shè)計(jì)目目標(biāo)。所謂謂匿名系統(tǒng)統(tǒng)的資源,泛泛指匿名用用戶(hù)接入匿匿名系統(tǒng)、使用匿名名系統(tǒng)所必必需的資源源,包括目目錄服務(wù)器器地址、路路由節(jié)點(diǎn)地地址、接入入節(jié)點(diǎn)地址址、路由節(jié)節(jié)

53、點(diǎn)證書(shū)、密鑰等信信息。這些些信息對(duì)于于匿名系統(tǒng)統(tǒng)的監(jiān)管者者來(lái)講也十十分重要。從目前匿匿名系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)來(lái)看看,匿名系系統(tǒng)的資源源主要可以以分為兩類(lèi)類(lèi):“自由獲取取資源”和和“限制性性獲取資源源”。其中中,自由獲獲取資源主主要包括匿匿名系統(tǒng)正正常運(yùn)行時(shí)時(shí)所需的資資源,而限限制性獲取取資源主要要作為系統(tǒng)統(tǒng)額外增加加抵御監(jiān)管管手段所必必需的資源源。自由獲獲取資源往往往自由發(fā)發(fā)布,不采取控制制措施,而而限制性獲獲取資源往往往采用多多種特異性性的資源發(fā)發(fā)布方式發(fā)發(fā)布,目標(biāo)標(biāo)是使監(jiān)管管者無(wú)法獲獲取系統(tǒng)資資源的全局局視圖。限制性資源源發(fā)布策略略具有如下下的關(guān)鍵屬屬性:資源狀態(tài):指的匿名名系統(tǒng)發(fā)布布的資源是是否

54、會(huì)隨時(shí)時(shí)間、環(huán)境境等特點(diǎn)而而發(fā)生變化化,例如JJAP的核核心網(wǎng)絡(luò)基基本不發(fā)生生變化,可可以稱(chēng)為靜靜態(tài)資源,但但其接入節(jié)節(jié)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)態(tài)變化的;通道:指的的是發(fā)布資資源依賴(lài)的的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議議或方法,可可以分為帶帶內(nèi)通道(In-BBand Tunnnel)和和帶外通道道(Outt-of-Bandd Tunnnel),帶內(nèi)通通道指的是是依賴(lài)系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)的協(xié)協(xié)議發(fā)布資資源的方法法,典型的的帶內(nèi)通道道包括:域域名解析系系統(tǒng)(Doomainn Namme Syystemm,DNSS)、郵件、超文本傳傳輸協(xié)議(HHyperrTextt Traansfeer Prrotoccol,HHTTP)等,典型型的帶外通通道包括

55、:電話、短短信等;感知:指的的是資源發(fā)發(fā)布方是否否能夠?qū)φ?qǐng)請(qǐng)求獲取資資源的用戶(hù)戶(hù)進(jìn)行唯一一標(biāo)識(shí)。對(duì)對(duì)于無(wú)感知知(無(wú)用戶(hù)戶(hù)標(biāo)識(shí))的的發(fā)布策略略,匿名系系統(tǒng)對(duì)所有有請(qǐng)求資源源的用戶(hù)采采取同樣方方法的處理理。對(duì)于有有感知的發(fā)發(fā)布策略,匿匿名系統(tǒng)可可以對(duì)不同同用戶(hù)的資資源請(qǐng)求進(jìn)進(jìn)行特異性性處理,發(fā)發(fā)布不同的的資源。顯顯然,這種種情況下對(duì)對(duì)資源的獲獲取更加困困難;反饋:指的的是資源發(fā)發(fā)布方是否否能夠?qū)Σ徊煌挠脩?hù)戶(hù)索取到的的資源進(jìn)行行后繼分析析,發(fā)現(xiàn)不不同用戶(hù)索索取資源的的不同結(jié)局局后采取相相應(yīng)的對(duì)策。因此,需要要針對(duì)匿名名系統(tǒng)的“限制性獲獲取資源”發(fā)布策略略進(jìn)行研究究,分析發(fā)發(fā)布策略的的特點(diǎn),建建立資

56、源獲獲取代價(jià)分分析模型,形形成有效的的資源獲取取策略。匿名系統(tǒng)的的網(wǎng)絡(luò)部署署情況測(cè)量量與分析對(duì)于匿名系系統(tǒng)的安全全管理需求求來(lái)說(shuō),了了解匿名系系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的的部署情況況,有利于研研判匿名系系統(tǒng)對(duì)信息息安全管理理的影響。對(duì)于匿名名系統(tǒng)的研研究需求來(lái)來(lái)說(shuō),了解解匿名系統(tǒng)統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部部署有助于于對(duì)實(shí)際環(huán)環(huán)境下匿名名系統(tǒng)的匿匿名性與可可用性進(jìn)行行分析。從匿名系統(tǒng)統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)構(gòu)成來(lái)看,主主要可以分分成兩種類(lèi)類(lèi)型:有中中心節(jié)點(diǎn)的的分布式網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)中中心節(jié)點(diǎn)的的純對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。從構(gòu)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的的節(jié)點(diǎn)來(lái)看看,主要可可以分為兩兩種類(lèi)型:專(zhuān)用節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和志愿者者節(jié)點(diǎn)。JJAP采用用若干組專(zhuān)用用服務(wù)器構(gòu)構(gòu)成核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),并利利用大規(guī)模

57、模分布式節(jié)節(jié)點(diǎn)作為接接入資源。此外,TTor和II2P等匿匿名系統(tǒng)還還支持基于于匿名系統(tǒng)統(tǒng)的隱蔽服服務(wù)(在TTor系統(tǒng)統(tǒng)中稱(chēng)為HHiddeen Seervicce,在II2P系統(tǒng)統(tǒng)中成為eeepsiite)。Tor和和I2P都都是采用志志愿者構(gòu)建建網(wǎng)絡(luò),但但網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋼涓鞑幌嗤?。如下圖圖所示,TTor是一一種有中心心目錄服務(wù)務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)絡(luò),客戶(hù)端端向目錄服服務(wù)器發(fā)出出路由信息息請(qǐng)求,獲獲取全局路路由視圖;I2P的的設(shè)計(jì)目標(biāo)標(biāo)則是無(wú)中中心的對(duì)等網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)統(tǒng)采用“FlooodFilll 有人譯作“漫水算法”。”算法維護(hù)護(hù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)接入信息息與路由信信息的分布布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),并并采用KAAD作為備備

58、用維護(hù)算算法。a. Toor網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)b. I22P網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)c. JAAP網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)典型匿名系系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)構(gòu)但在I2PP的目前版本本,還利用用網(wǎng)頁(yè)集中中發(fā)布部分分節(jié)點(diǎn)信息息,作為新新用戶(hù)接入入系統(tǒng)的啟啟動(dòng)信息。因此,可可以研究主主被動(dòng)相結(jié)結(jié)合的匿名名系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)部署測(cè)量量方法,針針對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)?、系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)模、隱隱蔽服務(wù)、成員行為為特征、用用戶(hù)行為特特征等關(guān)鍵鍵屬性進(jìn)行行測(cè)量,建建立匿名系系統(tǒng)真實(shí)的的成員、用用戶(hù)行為特特征模型。匿名系統(tǒng)的的運(yùn)行情況況測(cè)量與分分析匿名系統(tǒng)的的運(yùn)行情況況測(cè)量關(guān)注注的主要是是真實(shí)環(huán)境境下匿名系系統(tǒng)的流量量特征模型型,主要目目的是為匿名機(jī)制制的設(shè)計(jì)與與分析提供供準(zhǔn)確的測(cè)

59、量量數(shù)據(jù)。從匿名系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳傳輸特性來(lái)來(lái)看,現(xiàn)有有的匿名系系統(tǒng)在消息息傳輸過(guò)程程中普遍采采用加密手手段來(lái)保護(hù)護(hù)消息內(nèi)容容,防止針針對(duì)消息的的追蹤,但但是在初始始加入(bbootsstrapp)、獲取取網(wǎng)絡(luò)資源源、路由信信息交換等等階段可能能具有凈荷荷特征。因因此,可以以利用用戶(hù)戶(hù)在使用匿名名系統(tǒng)時(shí),在在接入、傳輸輸?shù)炔煌P(guān)關(guān)鍵階段的的報(bào)文結(jié)構(gòu)構(gòu)特征、時(shí)時(shí)間特征、凈荷特征征,結(jié)合部部署測(cè)量與與限制性獲獲取資源發(fā)發(fā)現(xiàn)返回的的地址特征征、端口特特征、證書(shū)書(shū)特征等,研研究多特征征融合的匿匿名通信流流量檢測(cè)方方法。同時(shí)時(shí)利用節(jié)點(diǎn)點(diǎn)模擬等主主動(dòng)測(cè)量方方法,獲取取匿名系統(tǒng)統(tǒng)的連接特特征信息。最終建立立匿名

60、系統(tǒng)統(tǒng)的真實(shí)流流量特征模模型。符合匿名系系統(tǒng)真實(shí)特特性的匿名名機(jī)制研究究匿名系統(tǒng)的的行為模型型與流量模模型在此前前的匿名研研究中具有有很重要的的地位,然然而現(xiàn)有的的研究基本本上都是基基于假設(shè)與與模擬的模模型進(jìn)行研研究。例如如,在Sttop-AAnd-GGo Miix的安全全性分析等等相關(guān)工作作中,對(duì)匿匿名系統(tǒng)的的流量模型型進(jìn)行假設(shè)設(shè),認(rèn)為流流量的到達(dá)達(dá)符合泊松松分布并利利用排隊(duì)理理論進(jìn)行分分析。然而而,實(shí)際匿匿名系統(tǒng)環(huán)環(huán)境下的流流量特征并并沒(méi)有得到到驗(yàn)證。另另外,我們們?cè)谝酝牡墓ぷ髦性鴮?duì)匿名系統(tǒng)統(tǒng)在實(shí)際環(huán)環(huán)境下可能能存在用戶(hù)戶(hù)退出系統(tǒng)統(tǒng)造成的性性能影響進(jìn)進(jìn)行分析,但但是當(dāng)時(shí)對(duì)對(duì)系統(tǒng)中無(wú)無(wú)效

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